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机械设计基础复习题
2014(上)机械设计基础复习题
一、选择题:
1.直棒AB的A端用铰链固定于墙上,重心C处用细绳连在墙上D处,如图
所示,则棒A端受到铰链作用力的方向是(A)
(A)沿棒通过A点(B)通过A点竖直向上
(C)过A点垂直于棒(D)过A点水平方向
2.放在斜面上的小盒装有砂,恰好能沿斜面匀速下滑,然后把盒中的砂取出
一些,则:
(ABC)
(A)斜面对小盒的支持力减小(B)斜面对小盒摩擦力减小
(C)小盒所受的合外力不变(D)小盒将减速运动
3.关于摩擦力,有如下几种说法,其中错误的是(AC)
(A)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
(B)摩擦力与物体运动方向有时是一致的
(C)摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上
(D)摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反
4.一个物体静止在水平桌面上,下列说法中正确的是(AD)
(A)桌面对物体的支持力与物体所受的重力是一对平衡力
(B)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
(C)物体对桌面的压力就是物体所受的重力
(D)物体对桌面的压力大小等于物体所受的重力
5.关于合力与分力,下列说法正确的是(C)
(A)合力的大小一定大于每个分力的大小
(B)合力的大小至少大于其中的一个分力
(C)合力的大小可以比两个分力都大,也可以比两个分力都小
(D)合力不可能与其中的一个分力相等
6.重100N的物体,静止在粗糙水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.2,当物体
受到一个大小为10N,方向水平向右的力作用时,水平面对物体的摩擦力大小和方向是(A)
(A)10N,水平向左(B)10N,水平向右
(C)20N,水平向左(D)20N,水平向右
7.如图所示,一个质量为m=2.0kg的物体,放在倾角为θ=30°的斜面上而静止,若用竖直向
上的力F=5N提物体,物体仍静止(g=10m/s2),则下列说法中,正确的是(BC)
(A)斜面受到的压力减少5N
(B)斜面受的压力减少量小于5N
(C)物体受到的摩擦力减少2.5N
(D)物体受的摩擦力减少量小于2.5N
8.
若作用在A点的两个大小不等的力
和
,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为(C )。
A、
;B、
;C、
。
9.杆OA和物块M的重力均为P,杆与物块间有摩擦,物块与地面间光滑,
当水平力F增大而物块仍然保持平衡时,则杆对物块M的正压力(C)
A、由小变大B、由大变小
C、不变D、无法确定
10.“二力平衡公理”和“力的可传性原理”只适用于(D)
A、任何物体;B、固体;C、弹性体;D、刚体。
11.关于平面力系的主矢和主矩,以下表述中正确的是( D).
A、主矢的大小、方向与简化中心无关。
B、主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关。
C、当平面力系对某点的主矩为零时,该力系向任何一点简化结果为一合力。
D、当平面力系对某点的主矩不为零时,该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力。
12.下述不同力系分别作用于刚体,彼此等效的是( A)(d表示两力作用线间的距离)
A、(a)(b)B、(b)(c)C、(c)(d)D、(d)(a)
13.平面任意力系独立平衡方程的个数为(C)
A、1个B、2个C、3个D、6个
14.同一种材料制成的阶梯杆,欲
使σ1=σ2,则两杆直经d1和d2的关
系为(B)。
A、d1=1.414d2B、d1=0.704d2
C、d1=d2D、d1=2d2
15.右端固定的悬臂梁,其M图如图,
则在x=2m处(A)
A.既有集中力,又有集中力偶
B.既无集中力,也无集中力偶
C.只有集中力
D. 只有集中力偶
16.图示结构中,AB杆将发生的变形为(D)
A、弯曲变形;
B、拉压变形;
C、弯曲与压缩的组合变形
D、弯曲与拉伸的组合变形。
17.图示简支梁,(B)对
减小梁的弯曲变形效果最明显
A、减小PB、减小L
C、增大ED、增大I
18.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁的承
载能力的变化为(B)
A.不变B.增大一倍C.减小一半D.增大三倍
19.简支梁由铸铁制成,从梁的强度考虑截面形状合理者为(B)。
20.矩形截面受纯弯曲作用的梁,横截面上的正应力分布规律是( D)
21.有A,B两杆,其材料、横截面积及所受的轴力相同,而LA=2LB,则ΔLA与ΔLB的关系是(B)
A.ΔLA=ΔLBB.ΔLA=2ΔLBC.ΔLA=(1/2)ΔLB
22.拉(压)杆的危险截面(B)是横截面积最小的截面。
A.一定B.不一定C.一定不
23.30.图示为榫头连接中,剪切面积是(D),挤压面积是(F)。
A.2alB.alC.2blD.blE.2abF.ab
24.在图示各轴中,仅产生扭转变形的轴是(a)
25.圆轴扭转时,同一圆周上的切应力大小(A)
A.全相同B.全不同C.部分相同
26.平面弯曲时,梁上的外力(或力偶)均作用在梁的(C)上。
A.轴线上B.纵向对称平面内C.轴面内
27.图示横截面上的应力分布图,其中属于直梁弯曲的是图(b)。
28.如图所示,用工字钢作简支梁,从提高弯曲强度考虑,图(b)是正确的。
29.若矩形截面梁的高度h和宽度b分别增大一倍,其抗弯截面系数将增大(C)。
A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍
30.为保证机械的正常工作,工件应有足够的能力承受载荷作用,因此它应当满足①、③、
④三方面要求。
①强度②柔度③刚度④稳定性⑤韧性
31.杆件变形的基本形式有:
①轴向拉伸与压缩、②剪切、④扭转和⑤弯曲。
①轴向拉伸与压缩②剪切③挤压④扭转⑤弯曲⑥屈服⑦弯矩⑧剪力
32.低碳钢的拉伸实验分:
①弹性阶段、③屈服阶段、④强化阶段和⑧断裂阶段四个阶段。
①弹性阶段②疲劳阶段③屈服阶段④强化阶段⑤反弹阶段
⑥局部变形阶段⑦失效阶段⑧断裂阶段
33.塑性材料的因强度不足引起的失效形式是④断裂。
①屈服②弯曲③挤压④断裂
34.梁横截面上只有弯矩,没有剪力,因而只有③,没有④这种情况称为纯弯曲。
①应力②应变③正应力④切应力
35.选择C球的受力图为:
(A)
36.重量未知的物块M悬挂如图所示,AOBC为绳子,绳子绕过光滑定滑轮B、动滑轮O,C端
挂一80N的重物。
当平衡时,物块M的重量与距离y之间的关系是:
(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
37.图示简支梁,载荷按四种方式作用于梁上,试从内力方面考虑,选择最好的加载方式:
(D)
38.平面平行力系独立平衡方程的数目( A)。
A.2个B.3个
C.6个D.1个
39.已知力F作用在直角折杆ABC的自由端C处,方向铅垂向下,如图所示。
AB部分长度为
l,BC部分长度为l/2,A端为固定端,则力F对图示x、y、z轴之矩的值分别为(C)
A.
Fl,Fl,FlB.Fl,0,
Fl
C.-
Fl,0,-FlD.
Fl,0,0
40.已知力P=40kN,S=20kN,物体与地面的静摩擦系数f=0.5,动摩擦系数f′=0.4,则
物体的摩擦力的大小为( B )。
A.15kNB.12kN
C.17.3kND.0
41.正应力计算公式σ=
适用范围是(D)
A.材料的比例极限之内B.材料的屈服极限之内
C.材料的弹性极限之内D.直杆的轴向拉伸与压缩
42.图示铆钉联接,铆钉的挤压应力σjy是( B )。
A.σjy=2P/(πd2)
B.σjy=P/(2dt)
C.σjy=P/(2bt)
D.σjy=4P/(πd2)
43.①、②、③、④四种材料的应力应变图分别如图所示,材料的弹性模量E值最大者为(A)
A.①
B.②
C.③
D.④
44.圆形截面杆受扭如图所示,杆中的最大剪切应力为(C)
A.
B.
C.
D.
45.影响圆轴扭转角大小的因素是(B)
A.扭矩、材料、轴长B.扭矩、轴长、抗扭刚度
C.扭矩、材料、截面尺寸D.扭矩、轴长、截面尺寸
46.下列结论正确的是( C )。
A.杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和
B.杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值
C.应力是内力的集度
D.内力必大于应力
47.力偶的三要素不包括(B)
A.力偶矩的大小B.两平行力的间距
C.转向D.作用面
48.下列哪种约束类型的约束力方向需要假设,而不能直接准确判断(D)
A.柔性约束B.光滑面约束
C.活动铰链约束D.固定铰链约束
49.一根电线杆地上部分的重心距离地面为h,重为G。
台风过后被风吹倾斜,偏离竖直方向
30度,则该电线杆地面以下部分对地面以上部分的力偶为(B)
A.0B.Gh/2C.GhD.G
50.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的(D)
应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目
B.构件的运动尺寸
C.机架和原动件
D.A和B和C
51.下面对机构虚约束的描述中,不正确的是(D)。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚
约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
C.虚约束应满足某些特殊的几何条件,否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。
为此应规定相应的制造精度要求。
虚约束还使机器的结构复杂,成本增加。
D.设计机器时,在满足使用要求的情况下,含有的虚约束越多越好。
52.有两个平面机构的自由度都等于1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平
面机构,则其自由度等于B。
A.0B.1C.2
53.原动件的自由度应为 B 。
A.1B.+1C.0
54.构件运动确定的条件是 C 。
A.自由度大于1B.自由度大于零C.自由度等于原动件数。
二、是非题判断
1.任意两个力都可以简化为一个合力。
(×)
2.力偶可以从刚体的作用平面移到另一平行平面,而不改变它对刚体的作用效应。
(×)
3.平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩,等于力系各力对同一点的矩的代数和。
(√)
4.如果作用在刚体上的力系的主矢等于零,即力多边形自行封闭,则此力系平衡。
(×)
5.作用与反作用力是一对等值、反向、共线的平衡力。
(×)
6.若作用在刚体上的三个力的作用线汇交于同一个点,则该刚体必处于平衡状态。
(×)
7.力沿坐标轴分解就是力向坐标轴投影。
(×)
8.力偶系的主矢为零。
(√)
9.若一平面力系对某点之主矩为零,且主矢亦为零,则该力系为一平衡力系。
(√)
10.力系向一点简化的理论依据是力的平移定理。
(√)
11.凡在两个力作用下的构件称为二力构件。
(×)
12.力系的合力一定比各分力大。
(×)
13.平行力系中心只与力系各力的大小和作用点有关,而与各力的方向无关。
(√)
14.平面力系如果平衡,该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零(√)
15.平面任意力系向平面某点简化所得的主矢等于零就平衡。
(×)。
16.平面一般力系的合力对作用面内任一点的矩,等于力系各力对同一点的矩的代数和(√)。
17.力偶对其作用面内任意点的力矩值恒等于此力偶的力偶矩,同时与力偶与矩心间的相对
位置相关。
(×)
18.只要接触面间有正压力存在,则必然会产生滑动摩擦力。
(×)。
19.梁的弯曲变形与材料无关。
(×)
20.轴向拉(压)时,杆件的内力必与杆件的轴线重合。
(√)
21.使用截面法求得的杆件的轴力,与杆件截面积的大小无关。
(√)
22.构件的工作应力可以和其极限应力相等。
(×)
23.胡克定律表明:
杆件的绝对变形总是与轴力成正比的。
(×)
24.安全系数一定要大于1。
(√)
25.构件受剪切时,剪力与剪切面是垂直的。
(×)
26.剪切和挤压总是同时产生的,构件强度只需按剪切强度校核就可以了。
(×)
27.剪切和挤压总是同时产生,所以剪切面和挤压面是同—个面。
(×)
28.当挤压面为半圆柱面时,其计算挤压面积按该面的正投影面积计算。
(√)
29.扭转变形时横截面上的切应力一定垂直于截面半径。
(√)
30.公式τmax=T/Wn仅适用于圆轴扭转。
(√)
31.当圆轴传递的功率不变时,改变轴的转速,对轴的强度条件和刚度条件均有影响。
(√)
32.无论梁的截面形状如何,只要截面面积相等,则抗弯截面系数就相等。
(×)
33.图示矩形截面梁中,右图放置是正确的。
(×)
34.若作用于物体上的两个力大小相等,指向相反,并作用于同一直线上,则物体必处于平
衡状态。
(√)
35.作用于刚体上的力的三要素,是力的大小、方向和作用线。
(×)
36.力偶对任一点之矩等于其力偶矩,力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零。
(√)
37.作用于刚体上的力可以沿作用线移动到刚体内任意点,不改变其对刚体的作用。
(√)
38.伸长率δ、断面收缩率ψ是衡量材料塑性的两个指标。
(√)
39.直杆在轴向拉力作用下,当应力不超过材料的比例极限时,应力与应变成正比。
(√)
40.重量相同的情况下,实心轴与空心轴比较,实心轴有较大的刚度。
(×)
41.将梁的支座离开梁的两端一小段距离,可提高弯曲强度。
(√)
42.传动轴的主动轮布置在中间的位置,从动轮布置在主动轮的两侧比较合理。
(√)
43.直径长度相同而材料不同的轴,在相同扭矩的作用下,其最大切应力相同。
(√)
44.梁上受到集中力偶的位置,剪力将发生突变。
(×)
45.若矩形截面的高度增加一倍,则截面的抗弯能力提高一倍;
若矩形截面的宽度增加一倍,则截面的抗弯能力提高一倍。
(×)
46.当横截面上的弯矩为正值时,中性层以上受压应力中性层以下受拉应力。
(√)
47.机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零。
(×)
48.转动副限制了构件的转动自由度。
(×)
49.固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。
(√)
50.4个构件在一处铰接,则构成4个转动副。
(×)
51.机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。
(×)
52.虚约束对机构的运动不起作用。
(√)
53.凡两构件直接接触,而又相互联接的都叫运动副。
(×)
54.运动副中,两构件联接形式有点、线和面三种。
(√)
55.由于两构件间的接触形式不同,运动副分为低副和高副。
(√)
56.点或线接触的运动副称为低副。
(√)
57.面接触的运动副称为低副。
(×)
58.任何构件的组合均可构成机构。
(×)
三、填空题
1、平面汇交力系平衡的几何条件是(力多边形自行封闭 )。
2、力偶的三要素是(大小)、( 方向 )和( 作用点 )。
3、平面力系二矩式平衡方程的附加条件是(两矩心的连线不能与各力的作用线平行)。
4、静力学四大公理中只适用于刚体的公理是( 二力平衡公理)。
5、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是( 作用在同一平面内、转向相同、力偶矩大小相等 )。
6、作用在刚体上的三个力使刚体处于平衡状态,则这三个力必然( 汇交于一点 )。
7、力偶对任意点之矩等于力偶矩,力偶没有合力,力偶只能用力偶来平衡。
力偶中的
两个力在任一坐标轴上的投影的代数和等于零。
8、我们把构件抵抗破坏的能力称为强度;把构件抵抗变形的能力称为刚度。
9、已知一等直杆如右图所示,横截面面积为
,许用应力
,此杆强度
为
10、低碳钢的σ-ε曲线如图,则:
材料的弹性模量E=204GPa,材料的屈服点σs=240
Mpa,材料的抗拉强度σb=410Mpa
11、构件在外力作用下,内力在截面上分布的集度称为应力。
轴向拉、压时,由于应力
与横截面垂直,故称为拉应力。
13、试验证明:
在杆内应力不超过某一限度时,杆的轴向变形与轴力和杆长成正比,而
与杆的横截面面积成反比。
14、构件工作时,由外载荷引起的应力称为工作应力。
为保证构件能够正常工作,必须
使工作应力在许用应力以下。
15、构件在剪切时的受力特点是构件受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很
近的外力。
变形特点是在这两力作用线间的截面发生相对错移。
16、当切应力不超过材料的剪切比例极限时,切应力与切应变成正比,数学表达式
为
。
17、圆轴扭转变形时,受到的载荷是外力偶,其作用平面与轴的轴线垂直,圆轴扭转
时的内力称为扭矩。
18、根据约束特点对支座简化,梁可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁三类。
19、扭转变形的大小,可以用两个横截面间绕轴线的转角来度量,称为扭转角,单位是弧度。
20、梁弯曲时,横截面上的内力一般包括剪力和弯矩两个分量,其中对梁的强度影响较
大的是弯矩。
若截面上只有弯矩则称为纯弯曲。
21、梁弯曲变形时,梁横截面上有正压力存在,其大小与该点到中性轴的距离成正比。
22、平面汇交力系平衡的必要与充分条件是:
力系中所有力在任意两个坐标轴上投影的代数
和均为零。
23、不为零的力F对x轴的力矩为零的条件是力F的作用线与X轴平行_或者_与X轴相交。
24.材料力学求解杆件的内力时一般采用_截面法。
25.材料力学对变形固体作出的基本假设是:
_均匀连续性假设__、__各向同性假设_和弹性
小变形条件_。
26、构件在受力时应满足_强度__、_刚度_、_稳定性_三方面的的要求。
27、当应力不超过材料的_弹性_极限,横向线应变与轴向线应变之比的绝对值是一常数。
28、Wn=Ip/R,Wn称为_抗扭截面系数_,Ip称为_极惯性矩_。
29、梁弯曲时,各横截面是绕其中性轴发生相对转动的。
30、一般称EA为_抗拉压刚度_;GIp为_抗扭刚度_,在其他条件相同的情况下,其数值越大
则杆件变形_越小_(越小/大)。
32、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产1个约束,而保留2个
自由度。
33、机构具有确定相对运动的条件是原动件数 等于机构的自由度。
34、机构中的复合铰链是指 两个以上构件组成更多共轴线的转动副 ;局部自由度是指机
构中不影响输出与输入运动关系的构件独立运动自由度 ;虚约束是指 在机构中与其
他约束重复而不起限制运动作用的约束 。
35、运动副是指能使两构件之间既保持直接接触。
而又能产生一定形式相对运动的连接。
36、由于组成运动副中两构件之间的接触形式不同,运动副分为高副和低副。
37、运动副的两构件之间,接触形式有点接触,线接触和面接触三种。
38.房门的开关运动,是转动副在接触处所允许的相对转动。
39、抽屉的拉出或推进运动,是移动副在接触处所允许的相对移动。
40、机器或机构,都是由构件组合而成的。
41、组成机构、并且相互间能作相互运动的物体,叫做构件。
42、从运动的角度看,机构的主要功用在于传递运动或改变运动的形式。
43、构件是机器的运动单元。
零件是机器的制造单元。
44、在平面机构中若引入一个高副将引入_1_个约束,而引入一个低副将引入_2_个约束,构
件数、约束数与机构自由度的关系是 F=3n-2PL-PH 。
45、计算平面机构自由度的公式为F=3n-2PL-PH ,应用此公式时应注意判断:
A.复合铰链,
B.局部自由度,C.虚约束。
46.、机构运动简图是说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。
四、综合题;
1.重500N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力为210N,木箱从原地移
动后只要施加200N的水平推力,就可使木箱做匀速直线运动,求:
(1)要使木箱从原地移动至少要施加多大水平推力?
(2)木箱与地面间的滑动摩擦因数。
解.
(1)要推动,F大于最大静摩擦力,F至少为210N
(2)匀速F=f=200N,f=
N=
G,
=0.4
2.一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮(不计大小和摩擦),两端分别挂上质量为m1=4千克和
m2=2千克的物体,如图所示,在滑轮之间的一段绳上悬挂物体m,为使三个物体不可能
保持平衡,求m的取值范围。
解:
m≤2
kg或m≥6kg
3.如图质量为m=5千克的物体,置于倾角为θ=30°的粗糙斜面上。
用一平行于斜面的大小为
30牛顿的力推物体,使其沿斜面向上匀速运动,求地面对斜面M的静摩擦力是多少?
(g
取10米/秒2)
解:
15
N
4.求图示梁A、B处反力。
5.传动轴如图所示,已知,MA=1500N.m,MB=500N.m,,MC=1000N.m,轴的直径d=65mm,
[τ]=40MPa,[θ]=0.5°/m,G=80GPa,试校核轴强度和刚度。
6.杆件受力求图所示,P1=4KN,P2=1.8KN,P3=2.2KN,杆件的直径d=12mm,材料的许用应
力[σ]=40Mpa,
1试画出轴力图;
②对杆件的强度进行校核。
15题图
7.矩形截面悬臂梁如图所示,[σ]=30MPa,试画出梁的弯矩图并校核该梁的强度。
8.已知杆AB长
=2
m、自重G,绳BC长2m,A处为铰链连接。
(1)画出杆的受力图,
(2)求各约束力的大小
9.题目中的圆代表一圆轴的横截面,画出正扭矩的转向,以及切应力的分布规律
10.题目中的长方形为一段梁,在该梁的左右截面分别画出正向的剪力和弯矩示意图。
11.简述低碳钢拉伸试验的四个阶段以及每个阶段的特征。
12.试画出下列各杆件的内力图。
(15分)
1
2
13.试画出截面上对应扭矩T的切应力分布图。
(5分)
14.试画出图示各物体的受力图。
15.绘制图示各机构的运动简图。
16.指出下两图所示各机构的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算机构的自由度,并判断
它们是否具有确定的运动。
N=4.Pl=5,Ph=1.F=3n-2Pl-Ph=1N=7.Pl=10,Ph=0.F=3n-2Pl-Ph=1
N=6.Pl=8,Ph=1.F=3n-2Pl-Ph=1N=4.Pl=6,Ph=0.F=3n-2Pl-Ph=0
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